Kosminė mįslė Paukščių Take: sistema, kuri verčia perrašyti planetų formavimosi vadovėlius

Mūsų Saulės sistemoje keturios arčiausiai žvaigždės esančios planetos yra nedidelės ir uolinės, o keturios tolimesnės – dujiniai milžinai. Mokslininkai ilgą laiką manė, kad toks „pirmiausia uolinės, vėliau dujinės“ planetų išsidėstymo principas turėtų būti būdingas ir kitoms sistemoms Visatoje.

Tačiau Paukščių Tako „storojo disko“ srityje esanti žvaigždė LHS 1903 rodo visai ką kita.

Tarptautinė astronomų komanda, analizuodama kelių skirtingų teleskopų duomenis, jau buvo aptikusi tris aplink šią raudonąją nykštukę besisukančias planetas. Tokios žvaigždės yra vėsesnės ir blankesnės už mūsų Saulę.

Arčiausiai žvaigždės esanti planeta pasirodė esanti uolinė, o dvi toliau – dujiniai milžinai. Toks išsidėstymas visiškai atitiko įprastas mokslininkų prognozes.

Tačiau įsigilinus į Europos kosmoso agentūros egzoplanetų paieškai skirtos kosminės observatorijos „Cheops“ surinktus duomenis paaiškėjo, kad sistemoje egzistuoja ir ketvirtoji, dar toliau skriejanti planeta – ir ji vėl yra uolinė.

„Tai reiškia, kad turime tarsi išvirkščią sistemą, kurioje planetos išsidėsčiusios tvarka: uolinė–dujinė–dujinė–ir vėl uolinė“, – aiškino tyrimo vadovas Thomasas Wilsonas, naujojo atradimo aprašymo pagrindu tapusio mokslinio straipsnio Science žurnale autorius.

Pasak Jungtinės Karalystės Warwicko universiteto planetų astrofiziko, „uolinės planetos paprastai nesiformuoja taip toli nuo savo žvaigždės“.

Viena planeta po kitos

Vidinėse sistemos srityse planetos tikimasi esančios mažos ir uolinės, nes intensyvus artimos žvaigždės spinduliavimas nušluoja didžiąją dalį dujų jų paviršiuje ir palieka daugiausia kietą branduolį.

Tuo tarpu tolimesnėse, šaltesnėse zonose aplink susiformavusius branduolius gali kauptis storas dujų sluoksnis, iš kurio gimsta dujiniai milžinai.

Susidūrę su tokia keista LHS 1903 planetų sistemos sandara, astronomai mėgino aiškintis, kas galėjo ją suformuoti. Atmetę kelis galimus paaiškinimus, jie pasiūlė alternatyvią scenarijų: kas, jei šioje sistemoje planetos formavosi po vieną, nuosekliai?

Pagal plačiausiai priimtą teoriją, planetos gimsta beveik tuo pačiu metu milžiniškame dujų ir dulkių žiede, vadinamame protoplanetiniu disku. Jame smulkios dulkių dalelės sulimpa, pamažu virsta vis didesniais kūnais, kol galiausiai susiformuoja branduoliai, iš kurių išauga planetos.

Vis dėlto, anot Wilsono, tuo metu, kai ėmė formuotis ketvirtoji, toliau nuo LHS 1903 besisukanti planeta, „sistemoje galėjo jau būti beveik nebelikę dujų“.

„Ir vis dėlto čia matome nedidelį uolinį pasaulį, kuris prieštarauja mūsų lūkesčiams“, – pabrėžė jis. „Panašu, kad tai yra pirmasis įrodymas, jog planeta gali susiformuoti taip vadinamoje dujų stokojančioje aplinkoje.“

Nuo devintojo dešimtmečio pabaigos astronomai jau aptiko daugiau kaip 6 000 planetų už mūsų Saulės sistemos ribų, vadinamų egzoplanetomis. Dauguma jų nustatytos stebint labai nežymius žvaigždės šviesumo pokyčius, kai planeta praskrieja priešais jos diską.

„Istoriškai mūsų planetų formavimosi teorijos buvo grindžiamos tuo, ką matome ir žinome apie savo pačių Saulės sistemą“, – sako Europos kosmoso agentūros mokslininkė, planetinių diskų tyrėja Isabel Rebollido. – „Tačiau, atrandant vis daugiau ir vis įvairesnių egzoplanetų sistemų, mes pradedame iš naujo permąstyti šias teorijas.“